1.本发明属于钠离子电池材料技术领域，具体涉及一种基于废旧酚醛树脂的硬碳负极材料及其制备方法。
背景技术：
2.随着钠离子电池的研究越来越成熟，寻求高比容量、高稳定性的电极材料成为未来钠离子电池实现应用的主要任务和研究难点。硬碳负极材料由于其较大的层间距，可以实现钠离子的可逆脱嵌，并且由于其稳定的结构特征，可以实现钠离子的快速充放电。硬碳材料主要是由酚醛树脂、沥青、生物质废料等原料来制备得到。酚醛树脂主要由苯酚和甲醛在催化剂条件下经缩聚、中和、水洗而制成的树脂。另外，废旧电路板或者废旧线路板上也含有高达70%的酚醛树脂。这些原材料都可以作为酚醛树脂来进一步制备硬碳负极材料。酚醛树脂制备的硬碳材料结构稳定性较好、成本较低，已经成为合成硬碳材料的主要原料之一。废旧酚醛树脂的回收再利用是实现资源利用最大化，同时制备高性能硬碳材料的主要方法和策略。
3.但是由于硬碳材料的导电性不佳，需要对硬碳材料进行一定的改性来解决这种问题。改善材料的导电性主要是通过离子掺杂等方式，找到一种简单、易操作、掺杂效果较好的掺杂方法成为当下的研究重点和难点。
技术实现要素：
4.为了解决上述难题，本发明首要目的是提供一种基于废旧酚醛树脂的硬碳负极材料及其制备方法。通过对废旧酚醛树脂进行预处理造孔，再进一步碳化处理制备出多元素掺杂的硬碳负极材料。所制备的硬碳负极材料具有一维碳纳米纤维与纳米碳球颗粒复合的独特结构，可以有效改善材料的力学性能和结构稳定性。
5.本发明的目的具体通过以下技术方案实现：一种基于废旧酚醛树脂的硬碳负极材料，所述硬碳负极材料的掺杂元素包括金属元素和非金属元素，其中金属元素为ni、co、mn、mg中的一种或几种，非金属元素为o、p、s、se中的一种或几种。
6.一种基于废旧酚醛树脂的硬碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：（1）通过将一定比例的废旧酚醛树脂和环氧树脂进行混合，同时加入掺杂金属粉末，向上述混合物中加入有机溶剂，不断搅拌并加热反应一段时间后，得到金属掺杂改性后的酚醛树脂；（2）将步骤（1）中制备得到的酚醛树脂研磨粉碎后放置于管式炉中，将炉中进气口附近放置一定量的红磷、硫粉或硒粉，在管式炉中通入氮气或氩气气氛，继续进行高温碳化处理，即得多元素掺杂的硬碳负极材料。
7.进一步的，步骤（1）中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或几种。
8.进一步的，
声明：
“基于废旧酚醛树脂的硬碳负极材料及其制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：湖南钠能时代科技发展有限公司
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2025年05月23日 ~ 25日 
